JP2985766B2 - 温度独立型の電圧監視回路 - Google Patents
温度独立型の電圧監視回路Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電圧監視回路に係
り、特にその設計および製作が容易で、温度変化に対し
て安定的な低電力型の電圧監視回路に関するものであ
る。
り、特にその設計および製作が容易で、温度変化に対し
て安定的な低電力型の電圧監視回路に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】マイクロプロセッサ(CPU)等のシス
テムに電源印加時、または電源電圧の異常変動時にこれ
を感知してシステムを自動的にリセットさせるために電
源電圧の異常変動を正確に感知し、この感知信号によっ
てシステムを自動的にリセットさせてシステムの誤動作
を防止することができる電圧監視回路が採用されてい
る。このような電圧監視回路または初期リセット回路は
システムの小形化および携帯品化の趨勢により個別素子
の構成から集積回路化が進行している。
テムに電源印加時、または電源電圧の異常変動時にこれ
を感知してシステムを自動的にリセットさせるために電
源電圧の異常変動を正確に感知し、この感知信号によっ
てシステムを自動的にリセットさせてシステムの誤動作
を防止することができる電圧監視回路が採用されてい
る。このような電圧監視回路または初期リセット回路は
システムの小形化および携帯品化の趨勢により個別素子
の構成から集積回路化が進行している。
【0003】図5は従来の電圧監視回路を図示してい
る。この図5の回路は電源電圧VCCが基準電圧部1に
印加され、この基準電圧部1の基準電圧が差動増幅器
(AMP)3の反転入力端子(−)に印加され、電源電
圧VCCが抵抗R1 〜R3 により、分圧されて差動増幅
器3の非反転入力端子(+)に印加される。さらに、差
動増幅器3の出力は反転増幅器2を介してトランジスタ
Q1,Q2のベースに印加され、トランジスタQ2のコ
レクタが抵抗R2 ,R3 の接続点に接続され、トランジ
スタQ1のコレクタから出力信号OUTが出力されるよ
うに構成されている。
る。この図5の回路は電源電圧VCCが基準電圧部1に
印加され、この基準電圧部1の基準電圧が差動増幅器
(AMP)3の反転入力端子(−)に印加され、電源電
圧VCCが抵抗R1 〜R3 により、分圧されて差動増幅
器3の非反転入力端子(+)に印加される。さらに、差
動増幅器3の出力は反転増幅器2を介してトランジスタ
Q1,Q2のベースに印加され、トランジスタQ2のコ
レクタが抵抗R2 ,R3 の接続点に接続され、トランジ
スタQ1のコレクタから出力信号OUTが出力されるよ
うに構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の回路においては温度に無関係に一定の基準電圧を供
給するために複雑な基準電圧部を使用しなければならな
いし、その基準電圧部から電力が消耗されてしまうの
で、低電力化には限界があった。またチップの面積が増
加されるという点もあった。さらに、リセット時にリセ
ット回路そのものの不安定な動作を防止するためにトラ
ンジスタQ2および抵抗R3 から構成されるヒステリシ
ス回路を使用するため、回路が複雑になるという点もあ
った。
来の回路においては温度に無関係に一定の基準電圧を供
給するために複雑な基準電圧部を使用しなければならな
いし、その基準電圧部から電力が消耗されてしまうの
で、低電力化には限界があった。またチップの面積が増
加されるという点もあった。さらに、リセット時にリセ
ット回路そのものの不安定な動作を防止するためにトラ
ンジスタQ2および抵抗R3 から構成されるヒステリシ
ス回路を使用するため、回路が複雑になるという点もあ
った。
【0005】また、実公平7−42145号に開示の電
圧監視回路においては、検出電圧をシリコンバンドギャ
ップ電圧のn倍に設定し、入力トランジスタの電流密度
が相互に異なる差動増幅器の入力端子間に連結された抵
抗に分配される電圧とオフセット入力電圧とが一致する
とき、差動増幅器の出力が反転されるようにしている。
前記実用新案公報の電圧監視回路は回路設計者がn値の
調整のみならず、差動増幅器の入力トランジスタの電流
密度をも調整しなければならないという不便性がある。
圧監視回路においては、検出電圧をシリコンバンドギャ
ップ電圧のn倍に設定し、入力トランジスタの電流密度
が相互に異なる差動増幅器の入力端子間に連結された抵
抗に分配される電圧とオフセット入力電圧とが一致する
とき、差動増幅器の出力が反転されるようにしている。
前記実用新案公報の電圧監視回路は回路設計者がn値の
調整のみならず、差動増幅器の入力トランジスタの電流
密度をも調整しなければならないという不便性がある。
【0006】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決するために、低電力型でありながらも温度に
対して安定的な温度独立型の電圧監視回路を提供するこ
とにある。
題点を解決するために、低電力型でありながらも温度に
対して安定的な温度独立型の電圧監視回路を提供するこ
とにある。
【0007】本発明のまた他の目的はその設計および製
作時に検出電圧の調整が容易な電圧監視回路を提供する
ことにある。
作時に検出電圧の調整が容易な電圧監視回路を提供する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の回路は温度変化に対して独立的に定まる監
視電圧と、被監視電圧の上昇に応答して自然ログ関数的
に上昇する基準電圧と、前記被監視電圧の上昇に応答し
て自然ログ関数と線形関数との和関数となるよう上昇す
る比較電圧とを発生させ、前記監視電圧より前記被監視
電圧が低い場合には前記基準電圧が前記比較電圧よりも
高く、前記監視電圧より前記被監視電圧が高い場合には
前記基準電圧が前記比較電圧よりも低くなるよう設定す
る電圧監視部と、前記基準電圧と前記比較電圧とを入力
して差動増幅し、前記基準電圧が前記比較電圧より高い
場合には高電位信号を発生し、前記基準電圧が前記比較
電圧以下の場合には低電位信号を発生する差動増幅部
と、前記差動増幅部の出力信号を反転させてその反転信
号を電圧監視信号として出力する出力部と、を具備する
ことを特徴とする。
に、本発明の回路は温度変化に対して独立的に定まる監
視電圧と、被監視電圧の上昇に応答して自然ログ関数的
に上昇する基準電圧と、前記被監視電圧の上昇に応答し
て自然ログ関数と線形関数との和関数となるよう上昇す
る比較電圧とを発生させ、前記監視電圧より前記被監視
電圧が低い場合には前記基準電圧が前記比較電圧よりも
高く、前記監視電圧より前記被監視電圧が高い場合には
前記基準電圧が前記比較電圧よりも低くなるよう設定す
る電圧監視部と、前記基準電圧と前記比較電圧とを入力
して差動増幅し、前記基準電圧が前記比較電圧より高い
場合には高電位信号を発生し、前記基準電圧が前記比較
電圧以下の場合には低電位信号を発生する差動増幅部
と、前記差動増幅部の出力信号を反転させてその反転信
号を電圧監視信号として出力する出力部と、を具備する
ことを特徴とする。
【0009】前記電圧監視部の一実施例は監視電圧を所
定のレベル以上に設定するために、所定の電圧だけ前記
電源電圧をダウンさせて出力する電圧ダウン手段と、前
記電圧ダウン手段と接地との間に連結され、前記基準電
圧と前記比較電圧とをそれぞれ発生する電圧信号発生手
段とを具備する。
定のレベル以上に設定するために、所定の電圧だけ前記
電源電圧をダウンさせて出力する電圧ダウン手段と、前
記電圧ダウン手段と接地との間に連結され、前記基準電
圧と前記比較電圧とをそれぞれ発生する電圧信号発生手
段とを具備する。
【0010】前記電圧ダウン手段は、前記監視電圧と前
記電圧信号発生手段との間に連結されたベース・エミッ
タ電圧マルチプル回路を具備する。
記電圧信号発生手段との間に連結されたベース・エミッ
タ電圧マルチプル回路を具備する。
【0011】前記電圧信号発生手段は、エミッタが接地
され、コレクタとベースとが連結されたバイポーラトラ
ンジスタのベース・エミッタ間電圧を前記基準電圧とし
て発生する基準電圧発生部と、前記基準電圧部のバイポ
ーラトランジスタのエミッタ面積より広いエミッタ面積
をもち、抵抗を介してエミッタが接地に連結され、コレ
クタとベースとが連結されたバイポーラトランジスタの
コレクタ電圧を前記比較電圧として発生する比較電圧発
生部を包含する。
され、コレクタとベースとが連結されたバイポーラトラ
ンジスタのベース・エミッタ間電圧を前記基準電圧とし
て発生する基準電圧発生部と、前記基準電圧部のバイポ
ーラトランジスタのエミッタ面積より広いエミッタ面積
をもち、抵抗を介してエミッタが接地に連結され、コレ
クタとベースとが連結されたバイポーラトランジスタの
コレクタ電圧を前記比較電圧として発生する比較電圧発
生部を包含する。
【0012】前記電圧監視部の他の実施例は、前記被監
視電圧と第1ノードとの間に連結された第1抵抗と、前
記第1ノードと接地との間に連結されて自然ログ関数的
に上昇する前記基準電圧を発生する基準電圧発生部と、
前記第1ノードと接地との間に連結されて自然ログ関数
と線形関数との和関数となるように上昇する前記比較電
圧を発生する比較電圧発生部とを具備する。
視電圧と第1ノードとの間に連結された第1抵抗と、前
記第1ノードと接地との間に連結されて自然ログ関数的
に上昇する前記基準電圧を発生する基準電圧発生部と、
前記第1ノードと接地との間に連結されて自然ログ関数
と線形関数との和関数となるように上昇する前記比較電
圧を発生する比較電圧発生部とを具備する。
【0013】前記他の実施例の基準電圧発生部は、ベー
ス・エミッタ電圧マルチプル回路の接地電圧を基準とす
るベース・エミッタ間電圧を基準電圧として発生する。
ス・エミッタ電圧マルチプル回路の接地電圧を基準とす
るベース・エミッタ間電圧を基準電圧として発生する。
【0014】前記他の実施例の比較電圧発生部は、前記
基準電圧発生部のバイポーラトランジスタのエミッタ面
積より広いエミッタ面積を有し、第2抵抗を通じてエミ
ッタが接地に連結され、コレクタとベースとの間に第3
抵抗が連結され、ベースと接地との間に第4抵抗が連結
されたバイポーラトランジスタのベース電圧を比較電圧
として発生する。
基準電圧発生部のバイポーラトランジスタのエミッタ面
積より広いエミッタ面積を有し、第2抵抗を通じてエミ
ッタが接地に連結され、コレクタとベースとの間に第3
抵抗が連結され、ベースと接地との間に第4抵抗が連結
されたバイポーラトランジスタのベース電圧を比較電圧
として発生する。
【0015】本発明では、監視電圧が、負の温度係数を
もつバイポーラトランジスタのベース・エミッタ電圧の
定数倍と、正の温度係数をもつバイポーラトランジスタ
の熱電圧の定数倍との合計によって設定される。このよ
うな監視電圧と被監視電圧とを比較する。第1バイポー
ラトランジスタのベース・エミッタ電圧の自然ログ関数
と、抵抗の両端電圧の線形関数および第1パイポーラト
ランジスタのエミッタ面積より広い第2バイポーラトラ
ンジスタのベース・エミッタ電圧の自然ログ関数の和関
数との比較によって二つの関数の値が同一になるとき、
電圧検出動作が行なわれる。
もつバイポーラトランジスタのベース・エミッタ電圧の
定数倍と、正の温度係数をもつバイポーラトランジスタ
の熱電圧の定数倍との合計によって設定される。このよ
うな監視電圧と被監視電圧とを比較する。第1バイポー
ラトランジスタのベース・エミッタ電圧の自然ログ関数
と、抵抗の両端電圧の線形関数および第1パイポーラト
ランジスタのエミッタ面積より広い第2バイポーラトラ
ンジスタのベース・エミッタ電圧の自然ログ関数の和関
数との比較によって二つの関数の値が同一になるとき、
電圧検出動作が行なわれる。
【0016】したがって、本発明においては監視電圧が
温度に対して非常に安定的であり、前記差動増幅器の変
形なしに電圧監視部から検出電圧のすべてのパラメータ
が設定されるので、その設計および製作が容易である。
温度に対して非常に安定的であり、前記差動増幅器の変
形なしに電圧監視部から検出電圧のすべてのパラメータ
が設定されるので、その設計および製作が容易である。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明による温度独立型の電圧監視回路の好ましい実施の
形態を詳細に説明する。
発明による温度独立型の電圧監視回路の好ましい実施の
形態を詳細に説明する。
【0018】図1は本発明による電圧監視回路の好まし
い一実施例の回路構成を示している。電圧監視回路は3
個の外部接続端子10,12,14をもつ。外部接続端
子10はシステムの電源電圧VCCである被監視電圧が
印加される端子であり、外部接続端子12はリセット電
圧が出力される端子であり、外部接続端子14は接地端
子である。前記電圧監視回路は大別すると、電圧監視部
20、差動増幅部30、出力部40から構成される。抵
抗R11はヒステリシス特性を持たせるための帰還抵抗で
ある。
い一実施例の回路構成を示している。電圧監視回路は3
個の外部接続端子10,12,14をもつ。外部接続端
子10はシステムの電源電圧VCCである被監視電圧が
印加される端子であり、外部接続端子12はリセット電
圧が出力される端子であり、外部接続端子14は接地端
子である。前記電圧監視回路は大別すると、電圧監視部
20、差動増幅部30、出力部40から構成される。抵
抗R11はヒステリシス特性を持たせるための帰還抵抗で
ある。
【0019】電圧監視部20は、所定の電圧だけ監視電
圧VSをダウンさせて出力する電圧ダウン手段22と、
電圧ダウン手段22と接地GNDとの間に連結され、基
準電圧と比較電圧とをそれぞれ発生する電圧信号発生手
段24,26とを包含する。
圧VSをダウンさせて出力する電圧ダウン手段22と、
電圧ダウン手段22と接地GNDとの間に連結され、基
準電圧と比較電圧とをそれぞれ発生する電圧信号発生手
段24,26とを包含する。
【0020】電圧ダウン手段22は監視電圧VSと電圧
信号発生手段24,26との間に連結された抵抗R12,
R13及びトランジスタQ11から構成されるベース・エ
ミッタ電圧マルチプル回路および抵抗R14を包含する。
ベース・エミッタ電圧マルチプル回路はネガチブ温度係
数を有するベース・エミッタ間電圧V BE を抵抗R 12 、R
13 により逓倍してコレクタとエミッタとの間に電圧印加
する。
信号発生手段24,26との間に連結された抵抗R12,
R13及びトランジスタQ11から構成されるベース・エ
ミッタ電圧マルチプル回路および抵抗R14を包含する。
ベース・エミッタ電圧マルチプル回路はネガチブ温度係
数を有するベース・エミッタ間電圧V BE を抵抗R 12 、R
13 により逓倍してコレクタとエミッタとの間に電圧印加
する。
【0021】電圧信号発生手段24,26は基準電圧発
生部24および比較電圧発生部26を包含する。基準電
圧発生部24は抵抗R15およびトランジスタQ12を具
備しており、エミッタが接地され、コレクタとベースと
が連結されたバイポーラトランジスタQ12のベース・
エミッタ電圧V BE を基準電圧VAとして発生する。比較
電圧発生部26は抵抗R16,R17およびトランジスタQ
13を具備しており、バイポーラトランジスタQ12の
エミッタ面積より広い、例えば5倍程度広いエミッタ面
積をもっており、抵抗R17を通じてエミッタが接地に連
結され、コレクタとベースとが連結されたバイポーラト
ランジスタQ13のコレクタ電圧を比較電圧VBとして
発生する。
生部24および比較電圧発生部26を包含する。基準電
圧発生部24は抵抗R15およびトランジスタQ12を具
備しており、エミッタが接地され、コレクタとベースと
が連結されたバイポーラトランジスタQ12のベース・
エミッタ電圧V BE を基準電圧VAとして発生する。比較
電圧発生部26は抵抗R16,R17およびトランジスタQ
13を具備しており、バイポーラトランジスタQ12の
エミッタ面積より広い、例えば5倍程度広いエミッタ面
積をもっており、抵抗R17を通じてエミッタが接地に連
結され、コレクタとベースとが連結されたバイポーラト
ランジスタQ13のコレクタ電圧を比較電圧VBとして
発生する。
【0022】差動増幅部30は基準電圧と比較電圧とが
それぞれベースに印加される入力トランジスタQ17,
Q18、共通エミッタ抵抗R18、能動負荷トランジスタ
Q15,Q16から構成された差動増幅手段32と、ト
ランジスタQ19および抵抗R19から構成された反転回
路手段34と、トランジスタQ20,Q21,Q22お
よび抵抗R20〜R23から構成された駆動手段36とを包
含する。
それぞれベースに印加される入力トランジスタQ17,
Q18、共通エミッタ抵抗R18、能動負荷トランジスタ
Q15,Q16から構成された差動増幅手段32と、ト
ランジスタQ19および抵抗R19から構成された反転回
路手段34と、トランジスタQ20,Q21,Q22お
よび抵抗R20〜R23から構成された駆動手段36とを包
含する。
【0023】出力部40は出力用外部接続端子12と接
地用外部接続端子14との間にコレクタおよびエミッタ
がそれぞれ連結され、ベースに駆動手段36の出力信号
が印加されるトランジスタQ14から構成される。
地用外部接続端子14との間にコレクタおよびエミッタ
がそれぞれ連結され、ベースに駆動手段36の出力信号
が印加されるトランジスタQ14から構成される。
【0024】このように構成された本発明の一実施例の
動作は次のようである。
動作は次のようである。
【0025】電圧監視部20の監視電圧は次のように求
められる。
められる。
【0026】基準電圧VAと比較電圧VBとが同一にな
るとき、差動増幅手段32の出力状態がロウ状態からハ
イ状態に遷移される。したがって、トランジスタQ1
2,Q13のコレクタ電流をIc1,Ic2であるとする
と、VA=VBであるので、 R15*Ic1=R16*Ic2 Ic1=(R16/R15)*Ic2になる。
るとき、差動増幅手段32の出力状態がロウ状態からハ
イ状態に遷移される。したがって、トランジスタQ1
2,Q13のコレクタ電流をIc1,Ic2であるとする
と、VA=VBであるので、 R15*Ic1=R16*Ic2 Ic1=(R16/R15)*Ic2になる。
【0027】ここで、R15=R16であるとすると、Ic1
=Ic2になる。
=Ic2になる。
【0028】また、図3に示すように監視電圧VSが印
加されると、基準電圧信号発生部24及び比較電圧発生
部26にそれぞれ電流が流れる。基準電圧VAはトラン
ジスタQ12のベース・エミッタ間電圧であるから、コ
レクタ電流I c1 に対して自然ログ関数的に増加し、比較
電圧VBはトランジスタQ13のベース・エミッタ間電
圧と抵抗R 17 の端子間電圧との和であるから、コレクタ
電流I c2 に対して自然ログ関数と線形関数との和の関数
的に増加する。トランジスタQ12,Q13のベース・
エミッタ間電圧をそれぞれV BE1 ,V BE2 とし、これを
数式によって表現するとV BE1 =V BE2 +R17*Ic2と
表示することができ、次の数式(1)によって整理する
ことができる。
加されると、基準電圧信号発生部24及び比較電圧発生
部26にそれぞれ電流が流れる。基準電圧VAはトラン
ジスタQ12のベース・エミッタ間電圧であるから、コ
レクタ電流I c1 に対して自然ログ関数的に増加し、比較
電圧VBはトランジスタQ13のベース・エミッタ間電
圧と抵抗R 17 の端子間電圧との和であるから、コレクタ
電流I c2 に対して自然ログ関数と線形関数との和の関数
的に増加する。トランジスタQ12,Q13のベース・
エミッタ間電圧をそれぞれV BE1 ,V BE2 とし、これを
数式によって表現するとV BE1 =V BE2 +R17*Ic2と
表示することができ、次の数式(1)によって整理する
ことができる。
【0029】
【数1】
【0030】ここで、V T は熱電圧で、V T =kT/q
(k:ボルツマン定数,T:絶対温度,q:電子の電荷
量)と表わされる。またI s1 ,I s2 はトランジスタQ1
2,Q13の逆方向飽和エミッタ電流である。数式
(1)からトランジスタQ12のエミッタ面積に比べト
ランジスタQ13の面積がn倍大面積に形成された場合
にはIs2=n*Is1であり、Ic1=Ic2であるので、コ
レクタ電流Ic2は次の数式(2)のように整理される。
(k:ボルツマン定数,T:絶対温度,q:電子の電荷
量)と表わされる。またI s1 ,I s2 はトランジスタQ1
2,Q13の逆方向飽和エミッタ電流である。数式
(1)からトランジスタQ12のエミッタ面積に比べト
ランジスタQ13の面積がn倍大面積に形成された場合
にはIs2=n*Is1であり、Ic1=Ic2であるので、コ
レクタ電流Ic2は次の数式(2)のように整理される。
【0031】
【数2】
【0032】従って、監視電圧VSを求めるために、電
圧方程式を整理すると、次の数式(3)のように表示さ
れる。
圧方程式を整理すると、次の数式(3)のように表示さ
れる。
【0033】
【数3】
【0034】従って、本発明の一実施例においてはV BE
は負の温度係数をもち、VT は正の温度係数をもち、
(2+R 12 /R 13 )及びKは温度係数を持たない。即
ち、半導体抵抗R 12 ,R 13 ,R 14 ,R 15 ,R 17 は単独で
はポジティブな温度係数を有するが、R 12 /R 13 及びK
は分母と分子とが温度に対して同一比率で変化するため
温 度係数を持たなくなる。 そこで、数式(3)において
2+(R12/R13)とK値とを精密に組合せることによ
り温度係数が極めて小さく、温度変化に対して安定した
動作をする回路を構成することができる。
は負の温度係数をもち、VT は正の温度係数をもち、
(2+R 12 /R 13 )及びKは温度係数を持たない。即
ち、半導体抵抗R 12 ,R 13 ,R 14 ,R 15 ,R 17 は単独で
はポジティブな温度係数を有するが、R 12 /R 13 及びK
は分母と分子とが温度に対して同一比率で変化するため
温 度係数を持たなくなる。 そこで、数式(3)において
2+(R12/R13)とK値とを精密に組合せることによ
り温度係数が極めて小さく、温度変化に対して安定した
動作をする回路を構成することができる。
【0035】図4を参照すると、電圧監視回路は外部接
続端子10,14の両端に外部電源電圧、即ちシステム
の動作電圧VCCが投入されると、出力用外部接続端子
12に出力される信号は初期にはロウ状態に維持され
る。即ち、被監視電圧VCCが監視電圧VSより低い場
合には、差動増幅手段32の出力がロウ状態に維持さ
れ、これにより反転回路手段34の出力がハイ状態に維
持される。従って、駆動手段36のトランジスタがすべ
てターンオンされて抵抗R11およびトランジスタQ22
を通じて一定の定電流が流れるようになる。このような
電流パスは抵抗R11の両端に電圧降下を発生させ、被監
視電圧VCCが次の数式(4)に到達するときまでは継
続維持される。即ち、出力がハイレベルになるまでは駆
動手段36のトランジスタ全てがターンオンされている
ため、被監視電圧VCCが数式(4)を満すようになる
までターンオン電流が継続して流れる。
続端子10,14の両端に外部電源電圧、即ちシステム
の動作電圧VCCが投入されると、出力用外部接続端子
12に出力される信号は初期にはロウ状態に維持され
る。即ち、被監視電圧VCCが監視電圧VSより低い場
合には、差動増幅手段32の出力がロウ状態に維持さ
れ、これにより反転回路手段34の出力がハイ状態に維
持される。従って、駆動手段36のトランジスタがすべ
てターンオンされて抵抗R11およびトランジスタQ22
を通じて一定の定電流が流れるようになる。このような
電流パスは抵抗R11の両端に電圧降下を発生させ、被監
視電圧VCCが次の数式(4)に到達するときまでは継
続維持される。即ち、出力がハイレベルになるまでは駆
動手段36のトランジスタ全てがターンオンされている
ため、被監視電圧VCCが数式(4)を満すようになる
までターンオン電流が継続して流れる。
【0036】 VCC=VS+(R11×I) …(4) 従って、被監視電圧VCCが数式(4)に示しているよ
うに増加している間だけ電流パスが形成されて電流消耗
が発生する。即ち、被監視電圧VCCが数式(4)の値
以下では電圧監視部20及び差動増幅部30により電流
パスが形成される。このとき、出力部40のトランジス
タQ14はターンオンされるので、外部接続端子12の
出力状態は図4に示すようにロウ状態に維持される。従
って、被監視電圧VCCが数式(4)に示しているよう
に増加している間だけ電流パスが形成されて電流消耗が
発生する。このとき、出力部40のトランジスタQ14
はターンオンされるので、外部接続端子12の出力状態
は図4に示すようにロウ状態に維持される。
うに増加している間だけ電流パスが形成されて電流消耗
が発生する。即ち、被監視電圧VCCが数式(4)の値
以下では電圧監視部20及び差動増幅部30により電流
パスが形成される。このとき、出力部40のトランジス
タQ14はターンオンされるので、外部接続端子12の
出力状態は図4に示すようにロウ状態に維持される。従
って、被監視電圧VCCが数式(4)に示しているよう
に増加している間だけ電流パスが形成されて電流消耗が
発生する。このとき、出力部40のトランジスタQ14
はターンオンされるので、外部接続端子12の出力状態
は図4に示すようにロウ状態に維持される。
【0037】被監視電圧VCCが数式(4)と同一の又
はそれ以上の電圧レベルに増加した場合には、基準電圧
VAと比較電圧VBとが同一になり、差動増幅手段32
の出力がハイ状態に遷移され、これにより反転回路手段
34の出力状態はロウ状態に遷移される。従って駆動手
段36のすべてのトランジスタがターンオフされるの
で、駆動手段36の出力状態もロウ状態となる。これに
より出力部40のトランジスタQ14もターンオフされ
て外部接続端子12の出力状態もロウ状態からハイ状態
に遷移される。
はそれ以上の電圧レベルに増加した場合には、基準電圧
VAと比較電圧VBとが同一になり、差動増幅手段32
の出力がハイ状態に遷移され、これにより反転回路手段
34の出力状態はロウ状態に遷移される。従って駆動手
段36のすべてのトランジスタがターンオフされるの
で、駆動手段36の出力状態もロウ状態となる。これに
より出力部40のトランジスタQ14もターンオフされ
て外部接続端子12の出力状態もロウ状態からハイ状態
に遷移される。
【0038】反対に、被監視電圧VCCがダウンされる
場合には、抵抗R11を通じて流れる電流値が駆動手段3
6を通じて流れる電流値に比べ無視する程度に小さいの
で、抵抗R11の両端の電圧降下を無視することができ
る。従って、被監視電圧VCCが監視電圧VSのレベル
以下に降下される場合にのみ電圧監視部20で検出され
て差動増幅手段32の出力状態がハイ状態からロウ状態
に遷移する。
場合には、抵抗R11を通じて流れる電流値が駆動手段3
6を通じて流れる電流値に比べ無視する程度に小さいの
で、抵抗R11の両端の電圧降下を無視することができ
る。従って、被監視電圧VCCが監視電圧VSのレベル
以下に降下される場合にのみ電圧監視部20で検出され
て差動増幅手段32の出力状態がハイ状態からロウ状態
に遷移する。
【0039】即ち、本発明においては被監視電圧VCC
が数式(4)に示す電圧レベルより低いか高いかに応じ
て出力部40のトランジスタQ14がターンオン又はタ
ーンオフし、抵抗R 11 を介して流れる電流により抵抗R
11 の両端に表われる電圧は図4に示すようにヒステリシ
ス特性をもつので、極めて簡単な回路構成によって出力
状態遷移時のチャタリング現象を防止することができ
る。また、初期に被監視電圧VCCが投入される短時間
の間のみ駆動手段36を通じて電力が消耗されるのみ
で、その他の場合には電圧監視部20および差動増幅手
段32から極めて小さい電流が流れるのみであるから、
電力の消耗を最小化させることができる。また、電圧監
視部20のパラメータのみ精密に調整するだけで、温度
に対して極めて安定した動作が保証されるので、その設
計および製作が容易である。
が数式(4)に示す電圧レベルより低いか高いかに応じ
て出力部40のトランジスタQ14がターンオン又はタ
ーンオフし、抵抗R 11 を介して流れる電流により抵抗R
11 の両端に表われる電圧は図4に示すようにヒステリシ
ス特性をもつので、極めて簡単な回路構成によって出力
状態遷移時のチャタリング現象を防止することができ
る。また、初期に被監視電圧VCCが投入される短時間
の間のみ駆動手段36を通じて電力が消耗されるのみ
で、その他の場合には電圧監視部20および差動増幅手
段32から極めて小さい電流が流れるのみであるから、
電力の消耗を最小化させることができる。また、電圧監
視部20のパラメータのみ精密に調整するだけで、温度
に対して極めて安定した動作が保証されるので、その設
計および製作が容易である。
【0040】上述の一実施例は被監視電圧が2.5V以
上の場合に望ましい回路構成である。
上の場合に望ましい回路構成である。
【0041】図2に示す本発明の電圧監視回路の他の実
施例は被監視電圧が2.5V未満の場合に望ましい回路
構成を示す。図2の実施例は上述の一実施例と同一の部
分には同一の符号を付し、その具体的な説明は省略す
る。
施例は被監視電圧が2.5V未満の場合に望ましい回路
構成を示す。図2の実施例は上述の一実施例と同一の部
分には同一の符号を付し、その具体的な説明は省略す
る。
【0042】図2の電圧監視部50は、抵抗R32によっ
て構成され監視電圧VSと第1ノードN1との間に連結
された電圧ダウン手段52と、第1ノードN1と接地G
NDとの間に連結されて自然ログ関数的に上昇する基準
電圧を発生する基準電圧発生部54と、第1ノードN1
と接地GNDとの間に連結されて自然ログ関数と線形関
数との和関数になるように上昇する比較電圧を発生する
比較電圧発生部56とを具備する。
て構成され監視電圧VSと第1ノードN1との間に連結
された電圧ダウン手段52と、第1ノードN1と接地G
NDとの間に連結されて自然ログ関数的に上昇する基準
電圧を発生する基準電圧発生部54と、第1ノードN1
と接地GNDとの間に連結されて自然ログ関数と線形関
数との和関数になるように上昇する比較電圧を発生する
比較電圧発生部56とを具備する。
【0043】基準電圧発生部54は抵抗R33,R35,R
37およびトランジスタQ31によって構成され、ベース
・エミッタ電圧マルチプル回路のベース・エミッタ電圧
V BE を基準電圧VAとして発生する。
37およびトランジスタQ31によって構成され、ベース
・エミッタ電圧マルチプル回路のベース・エミッタ電圧
V BE を基準電圧VAとして発生する。
【0044】比較電圧発生部56は抵抗R34,R36,R
38,R39およびトランジスタQ32によって構成され、
トランジスタQ32は、基準電圧発生部54のバイポー
ラトランジスタQ31のエミッタ面積よりn倍広いエミ
ッタ面積をもっており、第2抵抗R39を通じてエミッタ
が接地GNDに連結され、コレクタとベースとの間に第
3抵抗R36が連結され、ベースと接地GNDとの間に第
4抵抗R38が連結され、ベース・接地間電圧を比較電圧
VBとして発生する。
38,R39およびトランジスタQ32によって構成され、
トランジスタQ32は、基準電圧発生部54のバイポー
ラトランジスタQ31のエミッタ面積よりn倍広いエミ
ッタ面積をもっており、第2抵抗R39を通じてエミッタ
が接地GNDに連結され、コレクタとベースとの間に第
3抵抗R36が連結され、ベースと接地GNDとの間に第
4抵抗R38が連結され、ベース・接地間電圧を比較電圧
VBとして発生する。
【0045】電圧監視部50の監視電圧VSは次のよう
に求められる。
に求められる。
【0046】基準電圧VAと比較電圧VBとが同一にな
るとき、差動増幅手段32の出力状態がロウ状態からハ
イ状態に遷移される。したがって、トランジスタQ3
1,Q32のコレクタ電流がIc1,Ic2であるとする
と、VA=VBであるので、第2ノードN2からの電流
方程式は次の数式(5)のようになる。
るとき、差動増幅手段32の出力状態がロウ状態からハ
イ状態に遷移される。したがって、トランジスタQ3
1,Q32のコレクタ電流がIc1,Ic2であるとする
と、VA=VBであるので、第2ノードN2からの電流
方程式は次の数式(5)のようになる。
【0047】 I1 =I2 +I3 I1 =Ic2+V BE /R38 …(5) また、図3に示すように、基準電圧VAは自然ログ関数
的に増加し、比較電圧VBは自然ログ関数と線形関数と
の和の関数的に増加するので、これを数式によって表現
するとV BE1 =V BE2 +R39*Ic2 と表示することがで
きるので、次の数式(6)によって整理することができ
る。
的に増加し、比較電圧VBは自然ログ関数と線形関数と
の和の関数的に増加するので、これを数式によって表現
するとV BE1 =V BE2 +R39*Ic2 と表示することがで
きるので、次の数式(6)によって整理することができ
る。
【0048】
【数4】 ここで、I s1 ,I s2 はトランジスタQ31,Q32の逆
方向飽和エミッタ電流である。
方向飽和エミッタ電流である。
【0049】数式(6)からトランジスタQ31のエミ
ッタ面積に比べトランジスタQ32の面積がn倍大面積
に形成された場合には、Is2=n*Is1であり、R33=
R34,R35=R36,R37=R38 とすると、コレクタ電流
Ic2は次の数式(7)のように整理される。
ッタ面積に比べトランジスタQ32の面積がn倍大面積
に形成された場合には、Is2=n*Is1であり、R33=
R34,R35=R36,R37=R38 とすると、コレクタ電流
Ic2は次の数式(7)のように整理される。
【0050】
【数5】
【0051】従って、数式(7)を数式(5)に代入す
ると、次の数式(8)によって表示される。
ると、次の数式(8)によって表示される。
【0052】
【数6】
【0053】したがって、監視電圧VSを求めるために
電圧方程式を整理すると、次の数式(9)のように表示
される。
電圧方程式を整理すると、次の数式(9)のように表示
される。
【0054】
【数7】
【0055】従って、図2に示す本発明の他の実施例に
おいては、図1に示す実施例1と同様にV BE は負の温度
係数をもっており、VT は正の温度係数をもつので、数
式(9)において(2×R32+R34+R36+R38)/R
38とK値とを精密に組合せると、温度係数が極めて小さ
く、温度に対して安定な動作をする回路を構成すること
ができる。本実施例は監視電圧が2.5V未満の場合に
使用すると、温度特性が安定する。
おいては、図1に示す実施例1と同様にV BE は負の温度
係数をもっており、VT は正の温度係数をもつので、数
式(9)において(2×R32+R34+R36+R38)/R
38とK値とを精密に組合せると、温度係数が極めて小さ
く、温度に対して安定な動作をする回路を構成すること
ができる。本実施例は監視電圧が2.5V未満の場合に
使用すると、温度特性が安定する。
【図1】本発明による温度独立型の電圧監視回路の好ま
しい一実施例の構成を示した回路図。
しい一実施例の構成を示した回路図。
【図2】本発明による温度独立型の電圧監視回路の好ま
しい他の実施例の構成を示した回路図。
しい他の実施例の構成を示した回路図。
【図3】図1および図2の回路における基準電圧と比較
電圧の波形図。
電圧の波形図。
【図4】図1および図2の回路における被監視電圧に対
するリセット出力電圧の波形図。
するリセット出力電圧の波形図。
【図5】従来の電圧監視回路の構成を示した回路図。
20,50 電圧監視部 22,52 電圧ダウン手段 24,54 基準電圧発生部 26,56 比較電圧発生部 30 差動増幅部 32 差動増幅手段 34 反転回路手段 36 駆動手段 40 出力部
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 19/00 - 19/32 G01R 31/36 G05F 1/10
Claims (6)
- 【請求項1】 温度変化に対して独立的に定まる監視電
圧と、 被監視電圧の上昇に応答して自然ログ関数的に上昇する
基準電圧と、 前記被監視電圧の上昇に応答して自然ログ関数と線形関
数との和関数となるよう上昇する比較電圧とを発生さ
せ、 前記監視電圧より前記被監視電圧が低い場合には前記基
準電圧が前記比較電圧よりも高く、 前記監視電圧より前記被監視電圧が高い場合には前記基
準電圧が前記比較電圧よりも低くなるよう設定する電圧
監視部と、 前記基準電圧と前記比較電圧とを入力して差動増幅し、
前記基準電圧が前記比較電圧より高い場合には高電位信
号を発生し、前記基準電圧が前記比較電圧以下の場合に
は低電位信号を発生する差動増幅部と、 前記差動増幅部の出力信号を反転させてその反転信号を
電圧監視信号として出力する出力部とを具備し、 前記電圧監視部は、 所定の電圧だけ前記監視電圧をダウンさせて出力する電
圧ダウン手段と、 前記電圧ダウン手段と接地との間に連結され、前記基準
電圧と前記比較電圧とをそれぞれ発生する電圧信号発生
手段とを含み、 前記電圧信号発生手段は、 エミッタが接地され、コレクタとベースとが連結された
バイポーラトランジスタのベース・エミッタ間電圧を前
記基準電圧として発生する基準電圧発生部と、 前記基準電圧発生部の前記バイポーラトランジスタのエ
ミッタ面積より広いエミッタ面積をもち、抵抗を介して
エミッタが接地に連結され、コレクタとベースとが連結
されたバイポーラトランジスタのコレクタ電圧を前記比
較電圧として発生する比較電圧発生部とを包含すること
を特徴 とする温度独立型の電圧監視回路。 - 【請求項2】 前記電圧ダウン手段は、前記監視電圧と
前記電圧信号発生手段との間に連結されたベース・エミ
ッタ電圧マルチプル回路を具備することを特徴とする請
求項1記載の温度独立型の電圧監視回路。 - 【請求項3】 温度変化に対して独立的に定まる監視電
圧と、 被監視電圧の上昇に応答して自然ログ関数的に上昇する
基準電圧と、 前記被監視電圧の上昇に応答して自然ログ関数と線形関
数との和関数となるよう上昇する比較電圧とを発生さ
せ、 前記監視電圧より前記被監視電圧が低い場合には前記基
準電圧が前記比較電圧よりも高く、 前記監視電圧より前記被監視電圧が高い場合には前記基
準電圧が前記比較電圧よりも低くなるよう設定する電圧
監視部と、 前記基準電圧と前記比較電圧とを入力して差動増幅し、
前記基準電圧が前記比較電圧より高い場合には高電位信
号を発生し、前記基準電圧が前記比較電圧以下の場合に
は低電位信号を発生する差動増幅部と、 前記差動増幅部の出力信号を反転させてその反転信号を
電圧監視信号として出力する出力部とを具備し、 前記電圧監視部は、 前記監視電圧と第1ノードとの間に連結された第1抵抗
と、 前記第1ノードと接地との間に連結されて自然ログ関数
的に上昇する前記基準電圧を発生する基準電圧発生部
と、 前記第1ノードと接地との間に連結されて自然ログ関数
と線形関数との和関数となるよう上昇する前記比較電圧
を発生する比較電圧発生部とを具備することを特徴とす
る温度独立型の電圧監視回路。 - 【請求項4】 前記基準電圧発生部は、ベース・エミッ
タ電圧マルチプル回路の接地電圧を基準とするベース・
エミッタ間電圧を基準電圧として発生することを特徴と
する請求項3記載の温度独立型の電圧監視回路。 - 【請求項5】 前記比較電圧発生部は、前記基準電圧発
生部のバイポーラトランジスタのエミッタ面積より広い
エミッタ面積を有し、第2抵抗を通じてエミッタが接地
に連結され、コレクタとベースとの間に第3抵抗が連結
され、ベースと接地との間に第4抵抗が連結されたバイ
ポーラトランジスタのベース電圧を比較電圧として発生
することを特徴とする請求項3記載の温度独立型の電圧
監視回路。 - 【請求項6】 前記被監視電圧が印加される外部入力端
子と前記監視電圧部との間には帰還抵抗が連結され、前
記差動増幅部は出力ヒステリシス特性をもつことを特徴
とする請求項1又は3記載の温度独立型の電圧監視回
路。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950014501A KR0156673B1 (ko) | 1995-06-01 | 1995-06-01 | 전원전압 감시회로 |
KR1996P-5560 | 1996-03-04 | ||
KR1995P-14501 | 1996-03-04 | ||
KR1019960005560A KR100187640B1 (ko) | 1996-03-04 | 1996-03-04 | 온도 독립형 전압감시회로 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0933577A JPH0933577A (ja) | 1997-02-07 |
JP2985766B2 true JP2985766B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=26631059
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8110875A Expired - Fee Related JP2985766B2 (ja) | 1995-06-01 | 1996-05-01 | 温度独立型の電圧監視回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2985766B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4954850B2 (ja) * | 2007-11-08 | 2012-06-20 | パナソニック株式会社 | 定電圧回路 |
CN107656131B (zh) * | 2017-09-25 | 2020-01-31 | 联想(北京)有限公司 | 一种过压检测电路及方法 |
-
1996
- 1996-05-01 JP JP8110875A patent/JP2985766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0933577A (ja) | 1997-02-07 |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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